世界上第一个可以看到所有光色调的光电探测器

艺术家由RMIT大学研究人员创建的光电检测器设备的印象。

研究人员已经开发了世界上第一家可以看到所有灯光的光电探测器，在原型设备中，原型设备缩小了现代技术最基本的元素之一。

光电探测器通过将光线传输到电信号的信息转换为电信号，并用于广泛的技术，从游戏机到光纤通信，医学成像和运动检测器。目前，光电探测器无法在一个设备中感知多于一种颜色。

这意味着它们仍然比其他技术更大，更慢，就像硅芯片一样，它们与之整合。

RMIT大学研究人员开发的新的超高效宽带光电探测器比最小的市售光电探测器装置更薄至少1000倍。

在技​​术的重大飞跃中，原型设备还可以看到紫外线和近红外线之间的所有光照，开启新的机会，在同一芯片上集成电气和光学组件。

新的可能性

突破技术为改善生物医学成像开辟了门，推动了癌症等健康问题的早期检测。

研究领先作者，博士研究员Vaishnavi Krishnamurthi在光制技术中表示，较薄的材料通常以牺牲性能为代价。

研究领导作者，博士研究员Vaishnavi Krishnamurthi，持有由rMIT大学研究人员创建的光电探测器。

“但是我们设法工程师将一个打包强大的冲床的设备，尽管比纳米更薄，但这比小针头的宽度小大约一百万倍，”她说。

除了缩小医学成像设备，超薄原型打开了更有效的运动检测器，低光成像和潜在的光纤光学通信的可能性。

“生物医学成像设备中的较小光电探测器可能导致在放射治疗过程中更准确地靶向癌细胞，”Krishnamurthi说。

“缩小技术也可以帮助提供较小的便携式医学成像系统，与我们今天的笨重设备相比，可以轻松地进入偏远地区。”

点亮光谱

多功能和有用的光电探测器在很大程度上取决于三个因素：它们的运行速度，它们对较低光级别的敏感性，以及它们可以感知的大部分频谱。

通常，当工程师尝试在其中一个区域中提高光电探测器的能力时，至少有一个其他能力已经过度。

电流光电探测器技术依赖于三到四层的堆叠结构。

光电探测器的特写镜头照片。

想象一下三明治，你有面包，黄油，奶酪和另一层面包 - 无论你在挤压三明治如何挤压，它将永远是四层厚，如果你删除了一层，你会妥协质量。

来自RMIT的工程学院的研究人员报废了堆叠的模型，并求出了如何使用纳米层 - 仅在芯片上厚的单个原子厚。

重要的是，它们在不降低光电探测器的速度，低光敏感度或光谱的可见度的情况下做到了这一点。

原型装置可以解释从深紫色到近红外波长的光，使其比人眼更敏感。

它比眨眼间速度快10万倍。

纳米薄技术

当光电探测器缩小时，该团队的一项重大挑战确保了电子和光学特性不会恶化，这是先前阻止了光检测技术小型化的技术瓶颈。

首席调查员副教授SUMET WALIA表示，使用的材料锡硫化物，是低成本和自然丰富的，使其对电子和光电子有吸引力。

“该材料允许该装置在低灯光条件下极其敏感，使其适用于宽光谱的低光摄影，”他说。

Walial表示，他的团队现在正在寻找他们的光电探测器的行业应用，可以与现有技术相结合，如CMOS芯片。

“随着进一步的发展，我们可以在夜间和更快，更高效的数据存储中查看安全摄像机中的更有效的运动检测，包括更有效的数据存储，”他说。“

参考：“高性能宽带光电探测器的液态金属合成超薄SNS层”由Vaishnavi Krishnamurthi，Hareem Khan，Taimur Ahmed，Ali Zavabeti，Sherif Abdulkader Tawfik，Shubhendra Kumar Jain，Michelle JS Spencer，Sivacarendran Balendhran，Kenneth B Crozier，Ziyuan李，兰富，MD Mohiuddin，Mei Xian Low，Babar Shabbir，Andreas Boes，Arnan Mitchell，Christopher F. McConville，Yongxiang Li，Kourosh Kalantar-Zadeh，Nasir Mahmood和Sumeet Walia，9月22日，9月22日，先进的Material.doi：
10.1002 / ADMA.202004247